锂氧（Li-O2）电池因其在电动汽车中的应用，近几十年来得到了广泛的研究。通过开发各种类型的催化剂、多孔电极材料和稳定的电解质溶液，O2（电化学）化学带来的内在挑战已经得到有效缓解。接下来，研究人员通过对电池进行改造，以实现用空气取代纯净的O2气体。因此妥善解决Li−空气电池正面临的关键挑战具有重要意义，这些挑战与选择性过滤空气中的O2气体和抑制与空气中的其他成分(如N2、水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2))发生的不良反应有关。
有鉴于此，韩国科学技术院（KAIST）Il-Doo Kim，Hye Ryung Byon综述了目前在解决锂空气电池面临的关键挑战的研究，同时强调了未来研究空气呼吸电池需要考虑的关键因素和前景。
文章要点
1）作者首先总结了H2O，CO2和N2气体对Li-O2电化学的影响。着重指出了痕量的H2O和CO2可以改善电池性能，而不会形成副产物，而它们的浓度超过数千ppm时，则会形成有害的LiOH和Li2CO3。因此，通过利用这些化学过程，作者强调了实用的锂空气电池的优化设计，该电池可减轻不良反应并提高电池循环稳定性。
2）作者接下来总结了具有代表性的氧化还原介体（RMs）和固态电催化剂在氧气条件下的作用，并强调其设计和在环境空气条件下的作用。
3）作者总结了保护Li-O2和Li-空气电池中Li负极的代表性策略，包括化学添加剂改善SEI，人工SEI设计，气室目标分离器（内膜）以及固态电解质等。
4）作者总结了开发氧气选择性膜（OSMs）的研究进展。考虑到OSMs的设计，研究人员要考虑三个关键因素：（1）孔径，（2）厚度和（3）有利于氧气的功能部分。除了基本参数外，OSMs还可以通过两种主要策略进行设计，物理调节以优化孔隙率和厚度，以及化学调节以整合有利于氧气的材料。
5）作者最后为开发最适合实际Li−空气电池的电池组件提供了重要的指导原则，包括：电解液、空气催化剂和正极材料的发展；内膜和外膜的发展；锂空气包装和模块的合理设计；锂空气电池的设计。
Jin-Hyuk Kang, et al, Lithium−Air Batteries: Air-Breathing Challenges and Perspective, ACS Nano, 2020
DOI: 10.1021/acsnano.0c07907
https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c07907
